區(qū)域選擇性磁化使能手性半導體異質(zhì)子

由俞樹紅教授(USTC)領導的中國科學技術大學團隊與唐智勇教授(中國國家納米科學與技術中心)和愛德華·薩金特教授(多倫多大學)合作，為研究工作提供了新的思路。手性無機納米材料的研究。研究人員展示了區(qū)域選擇性磁化策略，從而實現(xiàn)了具有手性活動的半導體異類納米庫。

這項名為“半導體納米棒中的區(qū)域選擇性磁化” 的研究文章于1月20日發(fā)表在《自然納米技術》上。

手性是對象與其鏡像不可重疊的屬性，在物理，化學和生物學領域引起廣泛關注。材料中的整脊活性可以通過電和磁躍遷偶極子來調(diào)節(jié)。迄今為止，手性納米材料的化學結構已經(jīng)通過引入手性分子和幾何螺旋結構來提供調(diào)制，但是這些方法限制了它們的環(huán)境不穩(wěn)定性-手性在光照，加熱或苛刻的化學環(huán)境下會消失。由于阻礙了朝向表面反應物和電極的電荷轉移過程，因此可能導致導電性差。這些限制阻礙了手性材料在各個領域的進一步實際應用。

設計磁光納米材料提供了通過局部磁場調(diào)節(jié)電偶極子與磁偶極子之間相互作用的機會，這突顯了另一種有希望的手性方法。為了實現(xiàn)這種按摩療法活性介質(zhì)，必須在母體納米材料的目標位置實現(xiàn)磁性單元的生長。一維硫族化物半導體納米棒因其高的幾何各向異性，沿納米棒的大電偶極矩，易于組成和尺寸調(diào)制以及在催化，光子學和電子學中的應用前景廣闊而引人注目，可以作為母體材料。然而，大晶格和化學錯配的宿主和基序材料之間的外延生長，更不用說區(qū)域選擇性生長，提出了技術挑戰(zhàn)。

為應對這一挑戰(zhàn)，研究人員報告了一種雙緩沖層工程設計策略，以實現(xiàn)在各種半導體納米棒上特定位置的磁性材料的選擇性生長。作者在每個納米棒的一個頂點順序地集成了Ag 2 S和Au中間層，以催化Fe 3 O 4納米域的定點生長。由于特定位置的磁場，所產(chǎn)生的磁化異質(zhì)單極體顯示出偏轉的電偶極矩。這樣，在沒有手性配體，螺旋結構和手性晶格的情況下，電和磁躍遷偶極子之間的非零相互作用會引發(fā)手性化活性，這種現(xiàn)象在調(diào)制之外無法觀察到。區(qū)域選擇性磁化策略為設計用于手性和自旋電子學的光學活性納米材料開辟了一條新途徑。

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